[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: آرشيو مقالات :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
:: جلد 15، شماره 1 - ( بهار 1397 ) ::
جلد 15 شماره 1 صفحات 59-70 برگشت به فهرست نسخه ها
رگ‌زایی، مروری بر مکانیسم مولکولی
ملیحه روزبهانی، حسن جمشیدیان، اسماعیل محمودی، اصغر عرشی*
باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان ـ واحد نجف آباد دانشگاه آزاد اسلامی
واژه‌های کلیدی: پاتولوژی، فاکتور رشد اندوتلیوم عروقی، رگ‌های خونی
متن کامل [PDF 645 kb]   (1267 دریافت)     |   چکیده (HTML)  (2367 مشاهده)
نوع مطالعه: مروري | موضوع مقاله: بيولوژي
متن کامل:   (495 مشاهده)
رگ‌زایی، مروری بر مکانیسم مولکولی
 
ملیحه روزبهانی1، حسن جمشیدیان2، اسماعیل محمودی3، اصغر عرشی4
 
 
چکیده
سابقه و هدف
رگ‌زایی به تشکیل عروق خونی جدید از عروق موجود اطلاق می‌شود. رگ‌زایی یک رویداد مهم در انواع فرآیندهای فیزیولوژیکی مانند رشد جنین، چرخه ماهیانه، تولید مثل و ترمیم زخم است. هم چنین در تعدادی از فرآیندهای پاتولوژیکی مانند تومور، بیماری چشم، رتینوپاتی، نفروپاتی دیابتی و چاقی دارای نقش مرکزی است. رگ‌زایی توسط ترکیبی از عوامل رشد و محرک‌های رگ‌زایی هدایت و توسط گروهی به همان اندازه متنوع از مهارکننده‌های رگ‌زایی، تعدیل می‌شود.
مواد و روش‌ها
به دلیل اهمیت فرآیند رگ‌زایی در ایجاد بیماری‌های وابسته به آن، در این مقاله مروری به بررسی ابعاد مختلف فرآیند رگ‌زایی و مکانیسم‌ها و عوامل مربوط به آن و هم چنین مطالعه‌های پیرامون آن‌ها که بالغ بر 50 مقاله می‌باشد، پرداخته شده است. برای جستجوی مقاله‌ها از پایگاه‌های خارجی و داخلی مورد اطمینان نظیر NCBI و SID استفاده شد.
یافته‌ها
بر اساس کارهای اخیر از چندین آزمایشگاه، واضح است که فرآیندهای رگ‌زایی و بیماری‌های مرتبط با ایجاد رگ، نه تنها نتیجه تولید نامحدود فرم‌های طبیعی و غیر طبیعی از واسطه‌های محرک رگ‌زایی است بلکه نتیجه کمبود نسبی مولکول‌های مهارکننده رگ‌زایی نیز می‌باشد. به طور کلی، این فرآیند تحت تاثیر عوامل مختلف بوده و دربرگیرنده یک سری رخدادهای سلولی از قبیل مهاجرت، تکثیر و تمایز سلول‌های اندوتلیال و در نهایت تشکیل عروق، بلوغ و بازسازی نهایی آن‌ها است.
نتیجه گیری
فاکتور کلیدی و مؤثر در تکثیر و مهاجرت سلول‌های اندوتلیال که اساس تشکیل هر رگ جدیدی می‌باشد، فاکتور رشد اندوتلیوم عروقی است. رگ‌زایی درمانی شامل مهار رگ‌زایی غیر طبیعی در مواردی مثل تومورها و تحریک رگ‌زایی در بیماری‌های ایسکمی مثل ایسکمیک قلبی و یا بیماری‌های عروق محیطی است.
کلمات کلیدی: پاتولوژی، فاکتور رشد اندوتلیوم عروقی، رگ‌های خونی
 
 
 
 
 
 
 
 
 
تاریخ دریافت: 6  /6  /96
تاریخ پذیرش:  19/10/96
 

1- کارشناس ارشد ژنتیک ـ دانشکده علوم پایه دانشگاه آزاد اسلامی ـ واحد شهرکرد ـ شهرکرد ـ ایران
2- کارشناس ارشد ژنتیک ـ مرکز تحقیقات انتقال خون، مؤسسه عالی آموزشی و پژوهشی طب انتقال خون و پایگاه منطقه‌ای انتقال خون اصفهان ـ اصفهان ـ ایران
3- کارشناس ارشد میکروبیولوژی ـ مرکز تحقیقات بیوتکنولوژی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهرکرد ـ شهرکرد ـ ایران
4- مؤلف مسئول: کارشناس ارشد ژنتیک ـ باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان ـ واحد نجف‌آباد دانشگاه آزاد اسلامی ـ نجف‌آباد ـ ایران ـ صندوق پستی: 517
 

مقدمه
    واژه رگ­زایی به معنی ایجاد مویرگ­های جدید از عروق موجود است. می‏توان رگ‏زایی را یک فرآیند ضروری در فیزیولوژی بدن دانست که با واسطه تعادل بین فاکتورهای القا­کننده و مهار­کننده رگ‏زایی تنظیم می‏گردد و در صورتی ‏که این تعادل از بین برود، زمینه برای بروز برخی بیماری‏ها از جمله رشد و متاستاز تومور فراهم می‏شود(1). این فرآیند نیازمند تکثیر فعال سلول‏های اندوتلیال است. به این صورت که تشکیل رگ‏های فعال، مستلزم برهمکنش‏های هماهنگ بین سلول‏های اندوتلیال، ماتریکس خارج­ سلولی و سلول‏های احاطه‌کننده آن‏ها می­باشد(2).
    مهم‏ترین محرک‏های فیزیولوژیکی رگ‏زایی ایسکمی بافتی، هیپوکسی و التهاب هستند و علاوه بر آن برخی از فاکتور‏های اختصاصی از قبیل فاکتور رشد رگی، سایتوکاین‏هـای التهابـی، مـولکول‏های چسباننـده و نیتریـک اکساید، رگ‏زایـی را تحریک و یا مهار می‏کنند(3).
    متاستاز نقش ویژه‌ای در گسترش سرطان‏هایی دارد که منجر به مرگ می‏گردند‏، در طی روند متاستاز سلول‏های سرطانی از طریق عروق خونی مهاجرت نموده و به سایر بافت‏ها وارد می‏شوند و در نهایت باعت در‏گیر شدن بافت‏های سالم بدن می‏گردند(2، 1).
    در سال 1971 فولکمن خاطر نشان‌کرد که "تومورها هرگز فراتر از اندازه مشخصی رشد نمی­کنند مگر این که عروق آن‌ها افزایش یابد". در این مقاله، او هم‌چنین نظریه­ای را مطرح کرد مبنی بر این که تومورها دارای رگ­های خونی جدیدی هستند که فاکتوری قابل انتشار را به نوعی به کار می­گیرند. او از این فاکتورها به عنوان فاکتور آنژیوژنزی تومور یاد می‌کند.
    در نهایت، اظهار داشت که از لحاظ تئوری، اگر بتوان رگ­زایی را مهار نمود، تومورها در اندازه کوچک باقی می‌مانند و سرانجام آسیب‌رسان نخواهند شد. از این رو مطابق با نظریه فولکمن، مهار رگ‏زایی و متعاقب آن مهار متاستاز سلول‏ها روش مناسبی برای مقابله با سرطان است و شناخت عوامل در‏گیر در رگ‏زایی طبیعی و یا غیر طبیعی بسیار مهم و حیاتی می‏باشد(4).
روند رگ‌زایی:
1- واسکولوژنز:
    در ابتدایی­ترین مراحل جنینی، جنین در فقدان عروق، توسعه و مواد غذایی را از طریق انتشار دریافت می­کند. سپس در یک روند منظم و پی­در­پی، جنین به سرعت تبدیل به موجودی با عروق بسیار می­شود. سازماندهی اولیه سلول­های اندوتلیال که منجر به ایجاد عروق می­گردد واسکولوژنژ خوانده شده و قبل از آن هیچ سیستم عروقی دیگری وجود ندارد(5).
    لذا زمانی که بافت جدیدی تشکیل می­شود، عروق خونی نیز بایستی توأم با آن به وجود آیند. واسکولوژنز با تمایز سلول­های مزودرمی به همانژیوبلاست‌ها (که پیش­ساز سلول­های هماتوپوئتیک و سلول­های اندوتلیال هستند) آغاز می­گردد(6).
    با تمایز بیشتر، همانژیوبلاست­ها به آنژیوبلاست تبدیل شده و با تجمع آنژیوبلاست­ها جزایر خونی اولیه تشکیل می­گردد. سپس این جزایر خونی با هم ادغام شده و شبکه اولیه عروقی که شامل مویرگ­های نازک تشکیل شده توسط سلول­های اندوتلیال است پدیدار می­شود. واسکولوژنز با تشکیل شبکه­ عروقی اولیه و تغییر شکل آن در حین فرآیند رگ­زایی ادامه می­یابد(7، 6).
 
2- رگ­زایی:
    رگ­زایی به ایجاد عروق جدید از عروق موجود گفته می­شود که به دو شکل جوانه­زدن و غیر­ جوانه­زدن اتفاق می­افتد. روش جوانه­زنی به‏ عنوان مکانیسم اصلی رگ‏زایی در طی مراحل تکوین طبیعی و سرطان‏ها محسوب می‏گردد(8). جوانه زدن به شاخه­دار شدن و بیرون­زدگی یک مویرگ جدید از مویرگ قبلی اشاره دارد که تکثیر بیش از حد سلول­های آندوتلیال، لازمه این رخداد است(9). برعکس روش غیر­جوانه­زدن، به دونیمه شدن رگ تکامل یافته با شکافت مویرگ از داخل(تقسیم طولی مویرگ) و تبدیل یک مویرگ به دو مویرگ اشاره دارد. در این روش، چون نیاز کمتری به تکثیر سلول آندوتلیال است در مقایسه با  جوانه زدن فرآیندی کاراتر می‌باشد(11، 10).
 


شکل 1: جوانه زنی رگ، انتخاب سلول رأس(10). سلول­های اندوتلیال با سیگنال های  VEGFR2فعال شده، بیان  Dll4را افزایش می‌دهند و به رسپتورNotch  که روی سلول­های اندوتلیال همسایه است متصل می­شود. سلول­های اندوتلیال با بالاترین VEGFR2 و کمترینVEGFR1  به موقعیت سلول رأس مهاجرت می­کنند.
 

شکل 2: راهنمایی سلول رأس و طویل شدن ساقه(10). هنگامی که جوانه­های در حال رشد در امتداد شیب VEGF حرکت می­کنند، سلول­های نوک از طریق اینتگرین به ECM می­چسبند و به سمت مولکول­های سیگنال هدایت­گر مانند سمافورین و افرین­ها مهاجرت می­کنند. سلول­های ساقه پشت سلول رأسی قرار می­گیرند و برای طویل شدن جوانه و تشکیل لومن تکثیر می­شوند.
 
3- آرتریوژنز:
     فرآیند دیگری نیز در خصوص رگ­زایی به نام آرتریوژنز وجود دارد. آرتریوژنز به معنی بزرگ شدگی رگ­ها هم از لحاظ قطر و هم از لحاظ ضخامت دیواره عروقی است (13، 12). آرتریوژنز عمدتاً در آرتریول­های بزرگ و آرتریت‌های کوچک صورت می­گیرد. آرتریوژنز مستلزم تکثیر سلول­های عضله صاف و سلول­های آندوتلیال است. مهم‌ترین محرک­های درگیر در فرآیند آرتریوژنز، محرک همودینامیکی شیر استرس (فشار تنشی) است(15، 14).
 
مکانیسم مولکولی رگ­زایی:
نگاه کلی به مکانیسم مولکولی رگ­زایی:
    محققان بر این عقیده‌اند که برای القای رگ­زایی در شرایط فیزیولوژیک یا پاتولوژیک که مشتمل بر مراحل متعددی است، کاهش فشار اکسیژن(هیپوکسی) در بافت از اهمیت زیادی برخوردار است. در چنین شرایطی بافت دچار هیپوکسی، اقدام به ساخت و رهاسازی فاکتورهای رگ­زا هم‌چون فاکتور رشد سلول­های اندوتلیال(VEGF) می‌کند(16). این فاکتورها پس از اتصال به گیرنده­های خود بر روی سلول­های اندوتلیال، منجر به فعال شدن آن‌ها می‌شوند. شاخص­ فعال شدن سلول­های اندوتلیال با شاخص میتوزی بالا، افزایش ظرفیت برای تهاجم و پروتئولیز ماتریکس شناخته می­شود(17). سلول­های اندوتلیال فعال قادر به تهاجم به غشای پایه(BM) و ماتریکس خارج سلولی(ECM) و اختلال در اتصالات محکم، اتصالات چسبنده و gap junction در بین EC ها می­باشد. به این صورت که با شروع فعالیت سلول­های اندوتلیال، انواع خاصی از متالوپروتئازها از سلول­های فوق ترشح می­شود و غشای پایه را در منطقه مذکور تجزیه می‌کند(18). با هضم غشای پایه، سلول­های اندوتلیال اقدام به مهاجرت و تکثیر می­نمایند، علاوه بر این، مولکول­های اتصالی از قبیل اینتگرین αvβ5 وαvβ3  نیز به فرآیند کشیدن و جلو رفتن جوانه­های رگ­های خونی در حال رشد کمک می­کنند(19). در مراحل بعدی فرآیند رگ­زایی، متالوپروتئینازهای ماتریکس(Matrix Metalloproteinases; MMP) جهت تجزیه ماتریکس خارج­ سلولی و آغاز بازسازی مجدد آن تولید می­شوند. سپس با برهم کنش آنژیوپوئیتین-Tie2 فرآیند تشکیل لوله آغاز می­گردد. در مرحله بعد، سیستمEphB-ephrinB  نیز تنظیم فرآیند تشکیل لوله­ها را بر عهده گرفته و در نهایت پـری‌سیت‌ها و
سلول­های ماهیچه­ای صاف برای پایدار کردن رگ­خونی تازه
 تشکیل شده، به این ساختار اضافه می­شوند(21، 20).
 
مراحل مکانیسم مولکولی رگ­زایی:
1- جوانه‌زنی رگ:
1-1- انتخاب و هدایت سلول رأسی:
    جوانه زنی رگ نیازمند همکاری بین مهاجرت سلول‌های رأسی و تکثیر سلول­های ساقه است(شکل 1). در ابتدا سلول­های اندوتلیال موجود در لبه پیشرو جوانه رگی، میله‌های میکرونی خود موسوم به فیلوپدیا را گسترش داده و به سمت سیگنال­های محرک رگ­زایی مهاجرت می­کنند(22). به این صورت که در قسمت جلو که سطح VEGF دارای بالاترین مقدار است VEGF، رسپتور VEGFR2 موجود در سطح سلول رأس را برای تحریک مهاجرت سلول رأس فعال می­کند. علاوه بر این سیگنال­های VEGFR2 از طریق یک کورسپتور به نام Nrp1 افزایش می­یابد و باعث ارتقای عملکرد سلول رأسی می‌شود(23). اما چیزی که در این جا از اهمیت بالایی برخوردار است این است که اگر تمام سلول­های اندوتلیال به یک اندازه به محرک­های رگ­زایی واکنش نشان دهند، پس از آن قسمتی از شبکه عروقی از هم می­پاشد و فراهم کردن خون در آن قسمت از بافت مختل می­شود(24). در نتیجه برای جلوگیری از این اتفاق، مکانیسم­هایی برای انتخاب تنها یک سلول اندوتلیال داخل مویرگ برای آغاز گسترش رگ­زایی(سلول رأس)، ایجاد شده است(25). از این مکانیسم­ها می­توان به رسپتور­های خانوادهNotch  و لیگاندهایشان(Dll4) اشاره کرد. سلول­های اندوتلیال یا به سلول­های رأسی پیشرو و مهاجم تبدیل می‌شوند و یا به سلول­های تکثیر­شونده ساقه، که این فنوتیپ را Notch تنظیم می­کند(26). به این صورت که سلول­های اندوتلیال با سیگنال‌های VEGFR2فعال شده، بیان  Dll4را افزایش می‌دهند و به رسپتورNotch  که روی سلول­های اندوتلیال همسایه است متصل می­شوند. بعد از اتصالDll4  به گیرنده Notch روی سلول­های اندوتلیال همسایه، یک فاکتور رونویسی به نام NICD آزاد می­شود که این فاکتور بیانVEGFR2  وNrp1  را کاهش می­دهد در حالی که بیان VEGFR1 را افزایش می­دهد. VEGFR1 با به دام انداختن VEGF، عدم پاسخ سلول­های ساقه را به VEGF کاهش می‌دهد. VEGFR1 در­حالی­که تمایلش برای گرفتن VEGF از VEGFR2 بیشتر است اما قدرت سیگنال‌دهی آن ده برابر ضعیف­تر از  VEGFR2است. از این رو سلول­های اندوتلیال با بالاترین VEGFR2 و کم‌ترینVEGFR1  به موقعیت سلول رأس مهاجرت می‌کنند(28، 27).
 
شرایط لازم برای مهاجرت سلول رأس:
تغییر وضعیت ECM
 شل شدن اتصالات
کناره گیری پرسیت­ها
در نهایت تشکیل سلول رأس و مهاجرت(29)
 
2-1- تکثیر سلول­های ساقه و تشکیل لومن:
    هنگامی که جوانه­های در حال رشد در امتداد شیب VEGF حرکت می­کنند، سلول­های نوک از طریق اینتگرین به ECM می­چسبند و به سمت مولکول­های سیگنال هدایت­گر مانند سمافورین و افرین­ها مهاجرت می­کنند. سلول­های ساقه پشت سلول رأسی قرار می­گیرند و برای طویل شدن جوانه و تشکیل لومن تکثیر می­شوند(30). در حالی که سیگنال­های Notch مانع از تکثیر سلول­های ساقه می­شود، بیان Nrarp در محل شاخه­شکن به سیگنال‌هایWnt  اجازه پشتیبانی از تکثیر سلول­های ساقه را می­دهد. تشکیل لومن و متعاقب آن تشکیل لوله یکی از مشخصه­های رگ­زایی و یک رفتار نسبتا خاص از سلول‌های اندوتلیوم و اپیتلیوم است. با تکثیر سلول­های ساقه، لومن تا جایی طویل می­شود که دو سلول رأسی از دو رگ مجاور به هم می­رسند و ادغام می­شوند. مکانیسم ادغام شدن توسط ماکروفاژهایی که در اطراف این رگ­ها حضور دارند، انجام می­شود(31). ماکروفاژها به عنوان سلول­های پل و از طریق تعامل داشتن با فیلوپدیاهای سلول­های رأسی مجاورشان، کار خود را انجام می­دهند. اتصال و ارتباط سلول­های رأسی به همدیگر، توسط اتصالات حاوی VE-cadherin قوی­تر می­شود و مـاکروفاژهای اطـراف عـروق از طریـق تولیـد فاکتورهای
 

شکل 3: بلوغ با واسطه پایداری سلول‌های فالانکس(10).
سلول­های اندوتلیال از طریق سیگنال­های پاراکرین و اتوکرین و سلول­های حمایت­کننده اطراف از طریق Notch ، Ang1 ، FGF و VEGF از فنوتیپ سلول­های اندوتلیال پایدار نگهداری و از رگ­ها در مقابل شیب استرس حفاظت می­کند.
 
 
رگ‌زایـی و یـا آزادسـازی آن‌هـا ازECM  ، جوانــه­زدن را
بیشتر تحریک می­کنند. سلول­های ساقه هم‌چنین با رسوب غشای پایه و جذب پرسیت­ها، موجب پایداری رگ در­حال تشکیل می­شوند. پیش­ساز­های پرسیت(سلول­های پیش‌ساز مزانشیمی) از طریق بیان PDGF از سلول­های اندوتلیال جذب رگ­ها می­شوند و در پاسخ به TGFβ به پرسیت­ها تمایز می­یابند. پرسیت­ها با کاهش مهاجرت، تکثیر سلول‌های اندوتلیال و کاهش نشت عروق منجر به پایداری رگ­های نو ظهور می­شوند(32).
 
شرایط لازم و فاکتورهای دخیل در تشکیل لومن و تکثیر ساقه(شکل 2):
آزادسازی فاکتورهای محرک رگ­زایی از ECM
راهنمایی و چسبندگی سلول رأسی 
مهاجرت سلول­های اندوتلیال به هم پیوسته 
طویل شدن ساقه
 تشکیل لومن
به کارگیری ماکروفاژها و سلول­های میلوئید
استخدام پرسیت­ها(33، 32)
 
2- بلوغ به واسطه پایداری سلول­های فالانکس:
    هنگامی که ادغام صورت می­گیرد، یک لومن متصل به هم برای عبور جریان خون در سرتاسر مویرگ جدید به وجود می­آید. عبور جریان خون و دریافت اکسیژن و مواد غذایی توسط بافت هیپوکسی منجر به کاهش سطح سیگنال­های رگ­زایی، غیر فعال شدن سنسورهای اکسیژن سلول­های اندوتلیال و افزایش مولکول­های محرک پایداری منجر به پایداری سلول­های اندوتلیال می­شود(34). سلول‌های اندوتلیال دوباره فنوتیپ فالانکس پایدار را به صورت یک تک لایه محکم و مقاوم با یک سطح ساده برای انتقال جریان خون و تنظیم جریان خون به بافت­ها، از سر می­گیرند.
    سلول­های اندوتلیال از طریق سیگنال­های پاراکرین و اتوکرین و سلول­های حمایت­کننده اطراف از طریق Notch، Ang1، FGF و VEGF از فنوتیپ سلول­های اندوتلیال پایدار نگه­داری و از رگ­ها در مقابل شیب استرس حفاظت می­کنند. در نهایت با پایداری و بلوغ­، رگ سدی را بین خون و بافت اطراف جهت کنترل تبادل مایعات و مواد تشکیل می­دهد(35)(شکل 3).
 
شرایط لازم برای بلوغ رگ‌ها:
برقراری دوباره اتصالات سلول به سلول
رسوب غشا پایه
بلوغ پرسیت­ها
پایداری
ایجاد سلول­های فالانکس(36)
نقش رگ­زایی در تومور و متاستاز:
    سلول‏های تومور جمعیتی از سلول‏های میزبان هستند که توانایی تنظیم تکثیر خود را از دست داده‏اند و بنابراین به مقدار نامحدود تکثیر می­شوند. بافت توموری می‏تواند مواد تغذیه‏ای و اکسیژن کافی را از طریق انتشار ساده تا  محدوده 1 تا 2 میلی‏متر جذب نماید و از این نقطه به بعد نیازمند ایجاد رگ‏های تغذیه‌کننده جدید می‏باشند. در طی فرآیندی که بسیار به رگ‏زایی نرمال شباهت دارد، یک تومور می‏تواند تشکیل رگ‏های جدید را از شبکه مویرگی موجود القا کند(38، 37).
 
تعدادی از عوامل  فعال­کننده:
1- VEGF: فاکتور رشد اندوتلیوم به عنوان فاکتور نفوذپذیری عروق نیز شناخته می­شود. این فاکتور یک پروتئین همودایمر باند شده به هپارین است که دارای وزنی معادل 45 کیلو دالتون می­باشد. VEGF دارای 7 ایزوفرم PIGF ، A ، B ، C ، D ، E و F که نتیجه اسپلایسینگ متفات از ژن VEFG می­باشد، است.VEGF  از طریق 1- تنظیم ساخت DNA باعث تکثیر سلول‌های اندوتلیال 2- افزایش مؤلفه­های آنتی­آپوپتیک مانند BcL2 و A1 باعث بقا 3- تخریب غشا پایه باعث مهاجرت 4- فسفریله کردن اجزاء چسبنده بین سلول­های اندوتلیال و اتصالات محکم باعث نفوذپذیری سلول­های اندوتلیال می‌شود(39).
2- رسپتورهای VEGFR: VEGF دارای سه نوع گیرنده تیروزین کینازی به نام­های VEGFR3 (flt4)، VEGFR1 (flt1) و VEGFR2 (KDR/flk1) می­باشد که این گیرنده­ها بر روی سلول­های اندوتلیال عروق وجود دارند.VEGFA بهVEGFR1  و VEGFR2 متصل می­شود. VEGFB و PIGF تنها به VEGFR1 متصل می­شود وVEGFD  و VEGFC محکم به  VEGFR3 متصل می­شوند.VEGFA  با افینیتی بالاتری به VEGFR1 نسبت به VEGFR2 متصل می­شود در ­حالی ­که فعالیت تیروزین کینازی  VEGFR1ده برابر ضعیف­تر از  VEGFR2است(40).
3- FGF : فاکتور رشد فیبروبلاست است که شامل 9 عضو مجزا می‌باشد. از مهم‌ترین FGF ها می­توان بهbFGF  و aFGF اشاره کرد که به رسپتورهای تیروزین کینازی FGFR1 و FGFR2 متصل می­شود. این فاکتور قوی­ترین فاکتور رگ­زایی و قابل اتصال به هپارین و هپاران سولفات است. این فاکتور هم به صورت ذخیره شده در غشای پایه به عنوان یک منبع ذخیره و هم به صورت افزایش بیان در طول رگ­زایی دیده می­شود. این فاکتور به طور کلی در مهاجرت و تمایز سلول­های اندوتلیال و پروتئولیز خارج­سلولی نقش دارد.FGF  ها میتوژن اختصاصی سلول­های اندوتلیال بوده که توسط سلول­های توموری و ماکروفاژهای جذب شده ترشح می­شوند(41).
4- HGF : فاکتور رشد هپاتوسیت، که در کاهش آپوپتوز سلول­های اندوتلیال و ترمیم ماتریکس خارج­سلولی نقش دارد(15).
5- اینترلوکین 8: باعث تکثیر و مهاجرت سلول­های اندوتلیال و تشکیل تیوپ مویرگی می­شود(16).
6-TNFα  : یک سایتوکاین التهابی است که در ابتدا توسط ماکروفاژهای فعال شده در طول التهاب و پاسخ­های ایمنی ترشح می­شود. این فاکتور همچنین با مست سل­ها، سلول‌های اندوتلیال، فیبروبلاست­ها و مونوسیت مرتبط است.  TNFαبه طور مستقیم از طریق القای تمایز و به طور غیرمستقیم از طریق تحریک تولید فاکتورهای رگ­زایی از دیگر سلول­ها بر روی سلول­های اندوتلیال اثر می‌گذارد(42).
7- TGFβ: شامل سه ایزوتایپ TGFβ1،  TGFβ2و TGFβ3 می­باشد. این فاکتور در بدن باعث افزایش رسوب ECM و افزایش بیان رسپتورهای اینتگرین و واسطه تکثیر سلول‌های اندوتلیال زخم­ها، مهاجرت و تشکیل لوله مویرگی می­گردد. ولی بیشترین نقش آن در واسطه شدن تعاملات بین اندوتلیال-پرسیت و پایداری رگ است (43).
8- لپتین: باعث تکثیر سلول­های اندوتلیال و افزایش بیان MMP می­شود(44).
9-E-selectin  : باعث مهاجرت و تمایز سلول­های اندوتلیال می­شود(18).
10- هپارین: باعث تسهیل اتصال VEGF و FGF به رسپتورهای سلولی و افزایش سطح NO می­شود(45).
11-Epherin  : فعـال­کننـده رسپتورهــای تیروزین کینازی
است. این فاکتور در تنظیم توسعه مورفوژنز رگ­ها و همچنین در تمایز شریان از ورید دخالت دارد. به این صورت که  EpherinB4سرنوشت رگ را به سمت تشکیل عروق وریدی می­برد در حالی که EpherinB2 سرنوشت را به سمت عروق شریانی می­برد(46).
12- ماکروفاژها: کار آن‌ها هماهنگ و موزون کردن فیوژن رگ­ها و تشکیل آن‌ها است. ماکروفاژها نقش سلول­های پل را بین سلول­های رأسی در حال ملحق شدن به هم بازی می­کنند(19، 10).
13- متالوپروتئینازها یا MMP : این فاکتور با شناخته شدن آنها در تکامل قورباغه توسط گراس مطرح شد. MMP به چهار دسته 1-­کلاژناز 2-­ژلاتیناز 3-­استرومیلینازو 4-MMP های غشایی TM MMP)) تقسیم می­شوند.MMP اندوپپتیدازهایی هستند که از درون، بر زنجیره پلی­پپتیدی اثر کرده و یک یا چند اسید­آمینه را از بخش درونی ساختمان کلاژن قطع می‌کنند، باعث هضم کلاژن نوع 4 در ساختار ECM می­شوند و زمینه را برای مهاجرت و تکثیر سلول­های اندوتلیال فراهم می­سازند(47).
14-Ang-Tie2  : رسپتور  Tie2در سلول­های اندوتلیال و برخی از سلول­های خون­ساز در طی تکوین بیان می­شود. برای رگ­زایی طبیعی ضروری است و به سه لیگاند متفاوت ­Ang1، Ang2 و Ang4 متصل می­شود. آنژیوپویتین خودش شامل Ang1 و Ang2 می­شود که Ang1-Tie2 جزو محرک‌ها و مسئول پایداری رگ­ها است.
    به این صورت که از طریق افزایش چسبندگی EC-EC باعث بقای سلول­های اندوتلیال می­شود و توسط فیبروبلاست و سلول­های حمایت­کننده عروق و سلول­های سرطانی بیان می­شود. این فاکتور هم چنین مهاجرت دسته جمعی سلول­های اندوتلیال را به لبه پیشرو که توسط یک جا‌به‌‌جاگر غیر معمولی PKC انجام می­شود، ارتقا می‌دهد.Ang2-Tie2  نقش دوگانه در رگ­زایی دارد به طوری ­که ضمن رشد تومور و افزایش متابولیت­های آن مانند VEGF باعث تحریک رگ­زایی می­شود.  Ang2در کل باعث ناپایداری رگ­ها می­­شود به این صورت که در حضور محرک­های رگ­زایی منجر به رگ­زایی گردیده و در صورت عدم حضـور محرک­هـای رگ‌زایـی و فاکتور­هـای
احیای سلول‌های اندوتلیـال، منجـر به پسرفت رگ می‌گردد(48).
15- اینتگرین: مهم­ترین رسپتور­های سطح سلول درگیر در تعامل سلول-­ ماتریکس هستند. اینها رسپتورهای هترودایمریک ترانس ممبران هستند که از زیر واحدهای a و bتشکیل شده­اند. باهم قرار گرفتن سطح فعالی از MMP2 به همراه اینتگرین aVb3 در رگ­زایی رگ­های خونی، بازتابی از همراه شدن حرکت و تخریب ماتریکس برای تهاجم سلول­ها است. اینتگرین­ها باعث جذب سلول­های در ­حال جوانه­زدن نیز می­شوند. بیان شدن و فعال­شدن مکانیسم­های پروتئولیتیکی EC ها از طریق فعال­شدن سیگنال‌های وابسته به اینتگرین می­باشد(20، 7).
16- PDGFβ: برای جذب و تکثیر پرسیت­ها در طول رگ‌زایی حیاتی هستند و به ­عنوان میتوژن برای فیبروبلاست­ها و سلول­های عضلات صاف و دیگر سلول‌های مزانشیمال عمل می­کنند(49).
17- پرسیت­ها: جزء محرک­ها و باعث پایداری رگ­ها از طریق کاهش تکثیر سلول­های اندوتلیال، کاهش بلوغ و نشت عروق، می­شوند. تمایز سلول­های پیش­ساز به پرسیت­ها از طریق TGFβ صورت می­گیرد. پرسیت­های بیان­کننده PDGFRβ در پاسخ به  PDGFتولید شده از سلول­های اندوتلیال مهاجرت کرده و عروق تازه تشکیل شده را احاطه می­کنند. پرسیت­ها همچنین با بیانS1P ، خواص سـد بـودن سلول­هـای اندوتلیال را از طریق افزایش بیان N-cagherin بین EC پرسیت تنظیم می­کنند (50).
18- VE-cadherin: مولکول­های اتصالی سلول­های اندوتلیال هستند که برای چسبندگی سلول­های اندوتلیال و احیای آن‌ها ضروری است. باعث پایداری رگ­ها از طریق مهار سیگنال­های VEGFR2 و فعال­کردن مسیر TGFR می‌شود. توسط غلظت اکسیژن تنظیم می‌گردد. یک کاهش در  VE-cadherinسلول­های همسایه از طریق اندوسیتوز در پاسخ به محرک­های رگ­زایی منجر به پشتیبانی تشکیل عروق جدید می­شود. این فاکتور هم چنین در فیلوپدیای سلول رأسی باعث ایجاد یک ارتباط جدید با دیگر جوانه‌های عروق می­گردد(21، 10).
 
 
شکل 4: درمان­های ضد رگ­زایی علیه VEGF و رسپتورهایش(13).
 

تعدادی از عوامل مهارکننده:
    تا به امروز تعداد زیادی از فاکتورهای درون­زای (Endogenous­) مهارکننده رگ­زایی شناسایی شده­اند که منشاء بسیاری از آن‌ها به طور طبیعی از ماتریکس خارج­سلولی می­باشد و برخی هم در­واقع پروتیین­های غشای پایه هستند. بر این اساس، مهار­کننده‌های درون­زای رگ­زایی به دو کلاس اصلی شامل مهارکننده­های مشتق از ماتریکس و مهارکننده­های مشتق نشده از ماتریکس تقسیم می‌شوند(51).
الف ـ مهارکننده­های مشتق از ماتریکس: 1- کانستاتین 2-
ترومبوسپوندین 1 و 2، 3- اندوستاتین 4- اجزای کلاژن و اجزای فیبرونکتین 5- اندورپلین 6- آرستن(51).
ب- مهارکننده­های مشتق‌نشده از ماتریکس: 1- آنژیواستاتین 2- آنتی­ترومبین 3- TIMP 4- اینترفرون 5- اینترلوکین 6- وازوستاتین 7- تروپونین 1،  8- اجزای پرولاکتین 9- SFlt-1 (51).
 
مکانیسم تاثیر مهارکننده­های رگ­زایی:
    مهارکننده­های رگ­زایی از چند طریق پدیده رگ­زایی را مورد هدف قرار می­دهند:
1- مهار مسیر  VEGFشامل الف) مهارکننده­هایPDGF وVEGF  که گیرنده­های تیروزین کیناز مانند Sunitinib، Sorafenib ،PD173074 ،SU6668  ، SU5416  و FGF را مهار می­کنند ب) آنتی‌بادی‌های مونوکلونال مهارکننده VEGF و گیرنده آن.
 2- مهارکننده­هـای مـاتریکـس متـالوپروتئینازهـا مانندBAY  ،AG3340  ، .Marimastat
3- مهارکننده­های درون­زاد مانند اندواستاتین، آنژیواستاتین،
تومستاتین، ترومبواسپوندین.
4- مـهـارکـننـده­هـای کـیـنازهـای درون سلـولـی ماننــد
مهارکننده‌‌های mTOR، مهارکننده­های پروتئین کینازC.
5- آنتاگونیست­های اینتگرین مانند Vitaxin، آنتی اینتگرین آنتی­بادی، پپتیدهای مسدود کننده عملکرد α5β1 و ανβ3 اینتگرین یا Cilengitide.
6- سایتوکاین­ها و کموکاین­ها مانند فاکتور نکروز تومور، اینترفرون آلفا و بتا و اینترلوکین(52).
در زیر به برخی از این مکانیسم­ها اشاره شده است(22، 10):
1- مرگ برنامه­ریزی شده سلول
2- رونویسی فاکتور­های رشد در سلول­های سرطانی
3- انتقال سیگنال در سلول­های اندوتلیال
4- مهاجرت سلول­های اندوتلیال
5- بیان مولکول­های چسبان به نامE-cadherin  
بسیاری از ترکیبات ضد رگ‏زایی که اکنون در مرحله آزمایش‌های کلینیکی قرار دارند، ترکیبات طبیعی هستند. تولید دارو از فرآورده‏های طبیعی به ‏سرعت در حال رشد و توسعه می‏باشد، این ترکیبات استراتژی بسیار امید­بخش برای شناسایی عوامل ضد‏رگ‏زایی و ضد سرطان می‏باشند(53)(شکل 4).
 
نتیجه‌گیری
    تهاجم و متاستاز از مشخصه­های بیولوژیک تومورهای بدخیم و علت عمده عوارض جسمی و مرگ ­و ­میر سرطان می­باشد. ادامه رشد نئوپلاسم اولیه و متاستاز بستگی به خون­رسانی کافی به آن منطقه دارد. فرآیند تشکیل عروق جدید یا همان رگ­زایی، به تومورها این امکان را می­دهد که فراتر از 1-2 میلی­متر مکعب توسعه یابند. به استثنای تومورهای خوش­خیم که رگ­زایی کمی دارند و سرعت رشد آن‌ها کند است، رگ­زایی ﻳﻚ ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻣﻬﻢ در ﺷﺮاﻳﻂ ﻓﻴﺰﻳﻮﻟﻮژﻳﻜﻲ و پاتولوژیکی است. گسترش سیستم عروقی، احتمال تهاجم سلول­های توموری را از طریق وارد شدن به جریان خون و انتشار به اندام­های دیگر افزایش می­دهد. علاوه­ بر­ این، نشان داده شده که تشکیل سیستم عروقی در تومورهای بدخیم با قدرت متاستاز تومور رابطه مستقیم دارد. به طور کلی در بافت­های سالم و پایدار (Quiescent) فاکتورهایی که از رگ­زایی ممانعت می­کنند غالب هستند اما در بافت­هایی که به سرعت تقسیم می­شوند، مولکول­هایی که فرآیند رگ­زایی را تحریک می­کنند غلبه دارند. به ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ ﻣﻬﺎر رگ­زایی ﺑﻪ ﻋﻨﻮان یﮏ ﻋﺎﻣﻞ کمک­ﮐﻨﻨﺪه در درﻣﺎن سرطان شناخته می­شود. در نتیجه مطالعه‌های محققان ﺟﻬﺖ تشخیص ﻣﻜﺎﻧﻴﺴﻢ مولکولی و ﻓﺎﻛﺘﻮرﻫﺎی دﺧـﻴﻞ در اﻳﻦ ﻓﺮآﻳﻨﺪ، ﻣﻲ­ﺗﻮاﻧﺪ زﻣﻴﻨﻪ­ﺳﺎز ﺗﻮﺳﻌﻪ راه­ﻫﺎی درمانی باشد. با توجه به اهمیت رگ­زایی در تحقیقات مربوط به کشف و شناسایی فاکتورهای آنژیوژنیک و عوامل مهارکننده رگ­زایی جهت درمان
بیماری­های مختلف از جمله انواعی از تومورها که با رگ‌زایی ارتباط تنگاتنگی داشته و به آن وابسته هستند، روش­هـای مهـار رگ­زایی که با هدف تداخل با این فرآیند مهم جهت‌گیری نموده‌اند، مسیر امیدوار کننده‌ای برای درمان سرطان محسوب می‌گردند. از طرف دیگر، ضرورت مطالعه‌های بیشتر در زمینه فرآورده‌های طبیعی ضد رگ‌زایـی و هم چنیـن مسیرهای مولکولی که منجر به مهار

رگ‌زایی می‌شود، کاملاً محسوس به نظر می‌رسد. 
 
تشکر و قدردانی
    محققان و نویسندگان این مقاله بدین‌وسیله مراتب امتنان
خود را از همه عزیزانی که ما را در به ثمر رساندن این مقاله یاری نمودند، اعلام می‌دارند.
ارسال پیام به نویسنده مسئول

ارسال نظر درباره این مقاله
نام کاربری یا پست الکترونیک شما:

CAPTCHA code


XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Roozbahani M, Jamshidian H, Mahmoudi E, Arshi A. Angiogenesis: A Review of Molecular Mechanism. Sci J Iran Blood Transfus Organ. 2019; 15 (1) :59-70
URL: http://bloodjournal.ir/article-1-1141-fa.html

روزبهانی ملیحه، جمشیدیان حسن، محمودی اسماعیل، عرشی اصغر. رگ‌زایی، مروری بر مکانیسم مولکولی. فصلنامه پژوهشی خون . 1397; 15 (1) :59-70

URL: http://bloodjournal.ir/article-1-1141-fa.html



جلد 15، شماره 1 - ( بهار 1397 ) برگشت به فهرست نسخه ها
فصلنامه پژوهشی خون Scientific Journal of Iran Blood Transfus Organ
The Scientific Journal of Iranian Blood Transfusion Organization - Copyright 2006 by IBTO
Persian site map - English site map - Created in 0.07 seconds with 32 queries by YEKTAWEB 3768